Водяными называют такие системы, в которых теплоносителем служит вода. Водяное отопление применяется в жилых и производственных помещениях, где требуется поддерживать постоянную температуру. Водяное отопление, выполняемое с естественной или искусственной циркуляцией, имеет преимущественное распространение. Рассмотрим схему водяного отопления с водогрейным котлом и естественной циркуляцией.

Система состоит из водогрейного котла, расширительного сосуда, подающего трубопровода, нагревательных приборов и трубопровода. Поскольку в системе отопления объем воды при нагревании увеличивается, то во избежание повышения давления и возможных аварий (разрыв котла, трубопроводов) в самой высокой точке системы устанавливают расширительный сосуд.

Естественная циркуляция воды в системе отопления происходит под влиянием разности плотностей нагретой и охлажденной воды. Расстояние от центра котла до центра нагревательных приборов должно быть не менее 4 м. Вода, нагреваясь в котле, поднимается вверх и поступает в расширительный сосуд, а из него по трубопроводу растекается по нагревательным приборам (радиаторам). Отдавая тепло окружающей среде, вода охлаждается и по трубопроводу возвращается в нижнюю часть котла. Таким образом, вода в системе отопления под действием непрерывного нагрева и гравитационного напора находится в постоянном движении.

Котлы с естественной циркуляцией воды в системе отопления необходимо устанавливать в заглубленные помещения, иначе вода не будет циркулировать.

Системы отопления с естественной циркуляцией применяют обычно в небольших производственных и жилых зданиях. Если устройство системы отопления с естественной циркуляцией невозможно, используют систему отопления с искусственной циркуляцией воды, для чего устанавливают циркуляционный центробежный насос.

Нагретая в котле вода с помощью насоса направляется по трубопроводу в нагревательные приборы, где происходит охлаждение. Остывшая вода по трубопроводу  возвращается в котел. Нагревательные приборы (радиаторы), изготовляемые из чугуна, стали и других материалов, представляют собой отдельные секции, которые могут быть одно-, двух-, трех- и многоколонными с разным сечением каналов.